Proceso de Craqueo
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Operacin de Procesos Petroqumicos
Craqueo Cataltico
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Objetivo de la Unidad Historia de Craqueo Reacciones Qumicas Carga a la Unidad Catalizador Descripcin de una unidad de Craqueo Cataltico
ndice:
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OBJETIVO DE LA UNIDAD
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OBJETIVO DE LA UNIDAD
El objetivo de la Unidad de Cracking Cataltico es craquear hidrocarburos pesados como Aceite Pesado de Vaco y Residuo Atmosfrico de bajo valor econmico en productos livianos de alto valor econmico como gasolinas de alto octanaje y GLP.
Tambin se extraen destilados medios para el pool de Gasleo.
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HISTORIA DEL CRAQUEO
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HISTORIA DEL CRAQUEO Craqueo trmico
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HISTORIA DEL CRAQUEO Craqueo Cataltico en lecho fijo
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HISTORIA DEL CRAQUEO Lecho mvil con elevacin mecnica
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HISTORIA DEL CRAQUEO Lecho mvil con transporte neumtico
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HISTORIA DEL CRAQUEO Craqueo en lecho fluidizado (FCC)
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Ventajas cataltico vs trmico
Aumento tiempo corrida Condiciones menos severas de p y T Disminucin gas seco y coque Aumento rend. LPG y gasolina Disminucin contenido olefinas y diolefinas
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Diagrama de bloques FCC cataltico
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Diseo R2R
253-D
251-D
254-D
255-D256-D
252-D
HeaterSoplador
CO a Caldera
CO2 a CalderaVapores a Torre Fraccionadora
Alimentacin de carga
Vapor atomizacin
Vapor de aceleracin
LIC
PDIC
PIC
Aire
PDIC
PDIC
TIC
LIC
251-SV
252-SV
253-PV
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REACCIONES QUMICAS
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Reacciones primarias
1-Craqueo de n-parafinas
2-Craqueo de olefinas
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3-Craqueo de naftnicos
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4-Desalquilacin de aromticos
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Reacciones secundarias
1-Isomerizacin
2-Ciclizacin
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3-Transferencia de hidrgeno
4-Condensacin
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Mecanismos de reaccin
Craqueo trmico: Radicales libres
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Craqueo cataltico: Carbocatin
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CARGA A LA UNIDAD
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Carga de craqueo
Composicin (orden decreciente veloc. reac.)
Olefnicos(incremento coque)Naftnicos(>nmero C2rios y C3rio) transformacin 80/100%Parafnicos(velocidad aumenta con PM) transformacin totalAromticos transformacin 30%
Impurezas
Metales pesados(Cu,Ni,V,Fe)Metales alcalinos(Na)Asfaltenos y resinasNitrgenoAzufreCloruro
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Caracterizacin de la carga
Curva de destilacin (ASTM) 280-570CDensidad (g/ml) 0,89----0,92Residuo de carbono (Conradson o Randsbottom)Livianas
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ANL IS IS D E L A C A R G A A C R A C K I N G
D e te rm in a c io n e s M e to d o sD e n s id a d a 1 5 C , g / m l A S T M D 1 2 9 8 0 .9 1 9 4R e s . C a rb . C o n ra d s o n , % e n p e s o A S T M D 1 8 9A z u fre , % e n p e s o A S T M D 1 5 5 2 0 .9 5V a n a d io ( V ) , p p m A S T M E 8 8 5 3 .0N iq u e l ( N i ) , p p m A S T M E 8 8 5 3 .3S o d io ( N a ) , p p m I .P . 2 8 8 < 1
A P IK U O P U .O .P . 3 7 5 1 1 .8 6P e s o M o le c u la r A S T M D 2 5 0 2V is c o s id a d a 2 1 2 F , A S T M D 4 4 5D e s tila c i n s im u la d a , C A S T M D 2 8 8 7
0 ,5 % v o l 2 8 6 1 % v o l 2 9 8 5 % v o l 3 4 2 1 0 % v o l 3 6 3 2 0 % v o l 3 9 4 3 0 % v o l 4 1 5 4 0 % v o l 4 3 1 5 0 % v o l 4 4 4 6 0 % v o l 4 6 0 7 0 % v o l 4 7 9 8 0 % v o l 5 0 2 9 0 % v o l 5 3 4 1 0 0 % v o l 5 7 9
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CATALIZADOR
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CATALIZADOR
Altera la velocidad de las reacciones en formaselectiva aumentando los rendimientos de ciertosproductos(LPG, gasolina, LCO)
Material slido particulado con caractersticascidas (sitios activos)
Slido poroso con macro y microporos Reaccin cataltica: 3 etapas 1-adsorcin reactivo en los sitios activos 2-reaccin qumica en la superficie 3-desorcin de los productos
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Desarrollo de catalizadores
Sintticos amorfos(antes 1962)Slica (SiO2)-Almina(Al2O3) AmorfaBaja almina:15% peso Al2O3Alta almina: 25% peso Al2O3Unidad elemental: tetraedro (MeO4, Me=Al,Si) AlO4 tiene una carga (-) que se compensa con un catin(Na+)
Disposicin aleatoria de las unidades elementales (amorfa)
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Almino silicato
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Forma sdica de baja actividad y selectividad. Intercambio inico con NH4+ o Re+3 sitios cidos
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Zeolticos
Componentes:-Activo Zeolita Tipo Y 10-50%
zeolita ReY, zeolita USY
-Matriz estructura amorfa. Puede ser:Activa (almina) precraqueo molculas mayoresInerte (kaolin) resistencia mecnica y durezaSinttica (ligante) elemento aglutinador
-AditivosPromotor de combustinPasivador de metalesMejorador de nmero de octano y rendimiento LPGAditivos para SOx (ambientales)
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Secuencia de tetraedros en arreglos tridimensionales cristalinosMayor porosidad, mayor rea superficial, mejor accesibilidad sitios cidos
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Zeolita sodalita: unin por las caras cuadradasZeolita Tipo A: unin por puente de oxgeno
Zeolita Tipo X e Y: unin por las caras hexagonales
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Zeolita Tipo Y: > relacin molar Si/Al 1.5-3.0< actividad, >selectividad LPG y gasolina, >estabilidad trmica
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Propiedades catalticasActividadSelectividadPropiedades fsicasEstabilidadArea superficial o especfica (m2g)Dametro de los porosIndice de atriccinGranulometra Densidad aparenteVolumen de los poros
CATALIZADOR
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Envejecimiento de catalizadores FCC
Deposicin de coque irreversibleModificaciones estructurales y de textura por desactivacin hidrotrmica (Regenerador)
Alta temperatura (670-800C)
Presencia de vapor de agua (20-30%)
Envejecimiento o modificaciones causadas por impurezas presentes en la carga
Metales alcalinos(Na)Dao irreversible a los sitios cidosDestruccin de la zeolita(temp >600C y vapor de agua)
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Metales (Ni,V) El nquel (Ni) se deposita en la superficie externa del
cat. No es mvil.
El Vanadio (V) se deposita en la superficie externa y en el regenerador(>600C) migra hacia todo el catalizador y destruye la zeolita. Sodio (Na) y vapor de agua aceleran el proceso.
CATALIZADOR
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DESCRIPCIN DE UNA UNIDAD DE CRAQUEO CATALTICO
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253-D
251-D
254-D
255-D256-D
252-D
HeaterSoplador
CO a Caldera
CO2 a CalderaVapores a Torre Fraccionadora
Alimentacin de carga
Vapor atomizacin
Vapor de aceleracin
LIC
PDIC
PIC
Aire
PDIC
PDIC
TIC
LIC
251-SV
252-SV
253-PV
Diseo R2R
1.4 Kg/cm21.1 Kg/cm2
1.5 Kg/cm2
530 C
710 C
660 C
220 C
285 C
135 C
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Riser
Tiempo residencia riser:1.7-2.1 s 6 toberas de carga con vapor dispersin en
contracorriente con control independiente Vapor de aceleracin Separador inercial Ciclones con vlvulas charnela Anillo anticoking
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Stripper
Vapor de stripping 2-3 kg de vapor porton.cat.circulante
Aireacin para tener densidad adecuadapara altura estable de catalizador
Malla para prevenir obstruccin Control de nivel sobre apertura vlvula cat.
agotado Contenido carbn 0.9-1.4% Presin flota en la fraccionadora principal
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Regenerador
Primera etapa: 50-70% coque ajuste con la cantidad deaire
Aire de combustin Aire de acarreo Anillo vlvula plug y receptor extraccin Temp. Mxima 1era etapa:730C Nivel 1er regenerador variable (extraccin cat) Control de presin vlvulas deslizantes doble disco 1er reg. controla presin 2do reg. controla diferencial entre 1er y 2do reg
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Contenido C aprox.0.05% Temperatura de reaccin (salida del riser)
controla posicin vlvula cat.regenerado Presiones Reactor-Stripper: 1.0 kg/cm2 1er regen: 1.5 kg/cm2 2do regen: 1.1 kgcm2 Diferencial deslizantes: 0.3- 07 kg/cm2
Resumen de condiciones operativas
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Ciclones
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ANTI
SURGE
PDI
PI
FI
TIFI
HIC FIC
FIC
HIC
FI FIC
TIC
PI
FI
ASKANIA
F
F
SP
ZPOTENCIA
B
P
P PVapor
3.5 Kg/cm2
Vapor
12 Kg/cm2
Vapor
40 Kg/cm2
Aire
Succin
Venteo
Aire a la
Atmsfera
Aire
Transporte
Aire
Combustin
RPM S
ES4 251-B
TI
SOPLADOR DE CRACKING
-
255-J255-JA255-JB
VAPOR AGUA
ALIMENTACION
VAPOR40 Kg/cm2
A t m
M
255-F
255-FM
256-J
FI255-C
FI
FI
FIC
TIC
FI
FITI
TI
TI
TI
TI
PI
TI CI
FI
PIC
CI
AI
CI
AI
FYPor balance
Economizador
Evaporador
Sobrecalentador
Vapor de 40Kg/cm2 de C. T
LALA
CALDERA DE CO
-
Economizador
Evaporador
Sobrecalentador 252-J
252-JA
FIC
FIC
FIC
Flue Gas252-D (CO)
Flue Gas253-D (CO2)
Vapor
Fuel Oil
RetornoFuel Oil
Fuel Gas
Gas a pilotos
A t m
PDICFI
FIC
FIA t m
P
PI
FIC
PI
PI
TI
AI (O2)AI (CO)AI(CO2)
PI
TIC
CALDERA DE CO
-
PREGUNTAS